氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝结论
综合性实验-氯氧化铋的制备及光催化性能
综合性实验-氯氧化铋的制备及光催化性能叶立群;金晓丽;苏玉荣;谢海泉;张贺【摘要】介绍了一个化学综合性实验:氯氧化铋的制备及光催化性能。
该实验采用溶剂热合成的方法制备了氯氧化铋光催化材料,利用 X-射线粉末衍射和紫外可见漫反射光谱对其进行了表征。
最后在全光谱照射下,测试氯氧化铋在不同条件下(pH值和催化剂浓度)光催化降解染料的活性。
本实验贯穿材料的制备、表征和性能研究,有利于提高学生的实践能力和对知识的综合运用能力,培养他们的创新能力。
%A comprehensive chemical experiment, preparation and photocatalytic properties of bismuth oxide chloride (BiOCl), was demonstrated. BiOCl photocatalytic material can be prepared through solvothermal synthesis and characterized by X - ray powder diffraction ( XRD ) and UV - Vis diffuse reflectance spectroscopy ( DRS ) . The photocatalytic activities of dye degradation over BiOCl were tested under the full spectrum irradiation at different conditions (pH value and concentration of BiOCl). This experiment connects material preparation, characterization and properties study. It is beneficial to improve student’s practice ability and comprehensive ability for knowledge, and cultivate their innovative ability.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P187-189)【关键词】综合性实验;氯氧化铋;溶剂热;光催化【作者】叶立群;金晓丽;苏玉荣;谢海泉;张贺【作者单位】南阳师范学院化学与制药工程学院,河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院,河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院,河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院,河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院,河南南阳 473061【正文语种】中文【中图分类】O782综合化学实验是化学新实践教学体系中的一个重要环节,它综合了四大化学等二级学科中的重要试验方法和技术,内容上涵盖了材料、生命、环境、能源和信息等学科,是学生在掌握基础化学实验的基本原理和基本操作的基础上,与学科研究前沿紧密结合的综合训练项目,是培养学生创新精神和创新能力的重要途径[1-2]。
光催化降解亚甲基蓝产物
光催化降解亚甲基蓝产物1.引言1.1 概述亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)是一种常见的有机染料,广泛应用于医药、纺织、印刷等工业领域。
然而,亚甲基蓝的大量排放对环境和人体健康都造成了不可忽视的威胁。
因此,寻找一种环境友好且高效的降解亚甲基蓝的方法显得尤为重要。
在过去的几十年里,科学家们提出了多种降解亚甲基蓝的方法,包括生物降解、化学氧化降解和光催化降解。
其中光催化降解作为一种绿色、可持续的方法,备受关注。
光催化降解亚甲基蓝利用半导体材料在紫外光照射下产生电子-空穴对,并利用这些电子-空穴对将亚甲基蓝分解为无害的产物。
典型的半导体材料包括二氧化钛(TiO2)、锌氧化物(ZnO)等。
光催化降解亚甲基蓝的过程可分为吸附、光解和降解三个阶段。
首先,亚甲基蓝分子通过物理吸附或化学吸附方式吸附到半导体材料表面;接着,在紫外光的激发下,半导体材料中产生出电子-空穴对;最后,电子和空穴在界面上发生氧化还原反应,降解亚甲基蓝分子,并最终生成无害的氧化产物。
与传统的方法相比,光催化降解亚甲基蓝具有多种优势。
首先,光催化降解过程不需要添加昂贵的氧化剂,无需高温高压条件,降低了工艺的成本。
其次,光催化降解是一种非选择性的过程,能够同时降解多种有机污染物,具有广泛的应用前景。
此外,光催化降解还能够对水体进行氧化消毒,从而达到净化水质的目的。
然而,目前光催化降解亚甲基蓝的效率还不够高,降解产物也不够彻底,其在实际应用中仍存在一些挑战。
因此,进一步研究光催化降解亚甲基蓝的方法和机理,提高降解效率和产物选择性,具有重要的科学意义和应用价值。
本文将围绕光催化降解亚甲基蓝展开深入研究,重点讨论其降解原理、方法以及优化策略。
通过对现有研究的总结和分析,希望能够为实现高效、环保的亚甲基蓝降解方法提供参考和借鉴,为解决水体污染问题做出一定的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织框架进行介绍,以及各章节的主要内容概述。
铋系光催化剂的最新研究进展
铋系光催化剂的最新研究进展王军;伍水生;赵文波;廉培超;王亚明【摘要】铋系光催化剂作为一种新型的催化剂成为了近年来的研究热点.综述了铋系光催化剂包括钨酸铋,钒酸铋,钛酸铋及卤氧化铋的一些最新研究进展,从合成方法,影响因素,反应机理,光催化活性等方面对其进行阐述.并指出了该类型催化剂目前存在的问题和发展前景.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2014(022)002【总页数】6页(P74-79)【关键词】铋系光催化剂;钨酸铋;光催化活性;研究进展【作者】王军;伍水生;赵文波;廉培超;王亚明【作者单位】昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TQ426.8环境污染和能源短缺是21世纪人类迫切需要解决的2大问题,光催化反应在室温下利用太阳能作为光源可以直接驱动反应的独特性能,成为了一种理想的环境污染控制技术和清洁能源生产技术。
TiO2具有无毒,催化活性高,抗氧化能力和稳定性强等优点。
但TiO2的禁带较宽为3.2e V,在可见光范围内没有响应,太阳能的利用率较低,激发产生的电子和空穴复合率高,光量子效率<4%。
因此急需开发新的半导体催化剂,使其在可见光范围内有响应,并具有较高的催化活性。
在这种情况下科研工作者研究和开发出了铋系光催化剂并取得了一系列显著成效。
作者将介绍几种常用的铋系光催化剂。
1 光催化原理光催化反应是指利用光能进行物质转化的一种方式,是光与物质之间相互作用的多种方式之一。
光催化剂一般是一些在常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体材料。
半导体一般是由充满电子的低能价带(VB)和空的高能导带(CB)构成,价带和导带之间称为禁带,没有能级存在。
用公式大概可进行估算。
光催化降解亚甲基蓝反应方程
光催化降解亚甲基蓝反应方程英文回答:The photocatalytic degradation of methylene blue can be represented by the following reaction equation:Methylene Blue + Photocatalyst + Light → Degradation Products.In this reaction, methylene blue is the target compound that needs to be degraded. A suitable photocatalyst, such as titanium dioxide (TiO2), is used to facilitate the degradation process. When exposed to light, the photocatalyst absorbs photons and generates electron-hole pairs. These photoinduced electrons and holes then participate in redox reactions with the methylene blue molecules, leading to their degradation. The final products of the degradation process depend on the specific reaction conditions and the nature of the photocatalyst used.The mechanism of the photocatalytic degradation of methylene blue involves several steps. First, the photocatalyst absorbs photons with energy equal to or greater than its bandgap, promoting electrons from the valence band to the conduction band. This creates electron-hole pairs, which can migrate to the surface of the photocatalyst. Next, the methylene blue molecules adsorb onto the surface of the photocatalyst. The electrons in the conduction band of the photocatalyst can then transfer to the adsorbed methylene blue molecules, reducing them to form degradation products. Simultaneously, the holes left behind in the valence band of the photocatalyst can react with water or hydroxyl ions (OH-) in the solution, generating hydroxyl radicals (•OH). These highly reactive radicals can further oxidize the methylene blue molecules, contributing to their degradation.Overall, the photocatalytic degradation of methylene blue is a promising approach for the removal of this dye from wastewater. It offers several advantages, including high degradation efficiency, low cost, and environmental friendliness. Further research is still needed to optimizethe reaction conditions and explore the use of different photocatalysts to enhance the degradation process.中文回答:亚甲基蓝的光催化降解可以用以下反应方程表示:亚甲基蓝 + 光催化剂 + 光线→ 降解产物。
《氯氧化铋的光催化性能优化及其光生电荷过程研究》
《氯氧化铋的光催化性能优化及其光生电荷过程研究》一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重,光催化技术作为一种新型的绿色技术,引起了广泛的关注。
其中,氯氧化铋(BiOCl)作为一种重要的光催化剂,因其具有优异的化学稳定性和可见光响应性能,在光催化领域中得到了广泛的应用。
然而,其光催化性能的进一步提升仍有待于研究。
本文将就氯氧化铋的光催化性能优化及其光生电荷过程进行深入的研究。
二、氯氧化铋的光催化性能优化2.1 制备方法优化制备方法是影响氯氧化铋光催化性能的重要因素。
目前,常用的制备方法包括溶胶-凝胶法、水热法、沉淀法等。
这些方法在制备过程中,可以通过控制反应条件、添加表面活性剂等方式,对氯氧化铋的形貌、结晶度、比表面积等进行调控,从而提高其光催化性能。
2.2 元素掺杂元素掺杂是提高氯氧化铋光催化性能的另一种有效方法。
通过在氯氧化铋中引入适量的其他元素,可以改善其光学性质和电子结构,从而提高其光催化活性。
例如,稀土元素掺杂可以有效地提高氯氧化铋的光吸收范围和光生载流子的分离效率。
2.3 构建异质结构建异质结是提高光催化剂性能的有效途径。
通过将氯氧化铋与其他光催化剂(如二氧化钛、氧化锌等)复合,形成异质结结构,可以有效地提高光生电荷的分离效率和传输速率,从而提高光催化性能。
三、氯氧化铋的光生电荷过程研究3.1 光生电荷的产生与分离当氯氧化铋受到光照时,会激发出电子和空穴对。
这些光生电荷在电场的作用下发生分离,分别向催化剂表面移动。
研究光生电荷的产生与分离过程,有助于理解氯氧化铋的光催化机理。
3.2 光生电荷的传输与复合光生电荷在传输过程中,可能会因为表面缺陷、能级差异等因素而发生复合,导致光催化效率降低。
研究光生电荷的传输与复合过程,有助于找出抑制复合的有效方法,提高光催化性能。
四、结论本文对氯氧化铋的光催化性能优化及其光生电荷过程进行了深入研究。
通过制备方法优化、元素掺杂和构建异质结等方法,可以有效提高氯氧化铋的光催化性能。
氧化铋光催化剂改性研究
氧化铋光催化剂改性研究高红;刘可新;王学同【摘要】Focusing on modification of bismuth oxide PrePared from lab. The test of methylene blue wastewater degradation simulated exPeriment shows that the bismuth oxide catalytic activity can be in-creased by reducing catalyst Particle size,surface chelating,metal ion doPing and catalyst immobilizing, etc.%通过对实验室制备的氧化铋光催化剂减小催化剂粒径、表面螯合、金属离子掺杂、催化剂固载等方法进行改性研究,表明均能提高氧化铋的催化活性。
【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】4页(P1299-1302)【关键词】光催化剂;氧化铋;纳米粉体;表面螯合【作者】高红;刘可新;王学同【作者单位】天津现代职业技术学院,天津 300350;天津甘泉集团,天津 300171;天津市津南区环保局,天津 300350【正文语种】中文【中图分类】TQ135.3+2;TQ426.81利用半导体材料光催化降解水中污染物是目前比较热门的研究课题之一。
光催化剂可以有效利用太阳能,并在反应中产生具有强氧化能力的空穴和羟基自由基,因而备受人们的关注。
氧化铋作为一种半导体光催化材料,其带隙能为2.8 eV,吸收波长较长,可以实现对太阳光的利用。
但如何提高其催化活性,是氧化铋光催化剂使用过程中的重要问题。
光催化反应的量子效率低是其难以实用化的最为关键因素之一。
光催化反应的量子效率取决于载流子的复合几率。
对光催化剂来说,俘获光激发载流子并与电子给体/受体发生作用,增加光催化反应的量子效率,从而提高光催化活性。
卤氧化铋在光催化领域的研究进展
2021 年第50 卷第 5 期石油化工PETROCHEMICAL TECHNOLOGY·479·卤氧化铋在光催化领域的研究进展孙新宇,李会鹏,赵 华,蔡天凤(辽宁石油化工大学 石油化工学院,辽宁 抚顺 113001)[摘要]卤氧化铋(BiOX ,X=Cl ,Br ,I )作为窄带隙的光催化材料,具有优秀的可见光吸收能力,特殊的层状结构使光生电子更容易分离,体现了优秀的光催化性能。
首先对BiOX 的晶体结构和电子结构进行了介绍,分析了BiOX 一般的光催化机理;其次分析了阻碍BiOX 实际应用的问题,对近年来BiOX 的改性措施进行了综述,包括异质结的构建、元素掺杂、表面修饰、特殊形貌的构建等四种改性措施;最后对BiOX 在今后的研究方向进行了展望。
[关键词]卤氧化铋;光催化;表面修饰;光催化活性[文章编号]1000-8144(2021)05-0479-08 [中图分类号]TQ 06 [文献标志码]ARecent advances on bismuth oxyhalide in photocatalysisSun Xinyu ,Li Huipeng ,Zhao Hua ,Cai Tianfeng(Institute of Petroleum and Chemical Engineering ,Liaoning Petrochemical University ,Fushun Liaoning 113001,China )[Abstract ]Bismuth oxyhalide(BiOX ,X is Cl ,Br ,I),as a narrow band gap photocatalytic material ,has shown excellent visible light absorption and photocatalytic performance due to its special layered structure which makes it easier to separate photo-generated electrons. The crystal structure and electronic structure of BiOX are firstly introduced and general photocatalytic mechanism of BiOX is also analyzed. The problems which hinder the practical application of BiOX is illustrated and the modification measures of that in recent years ,especially four kind of modification measures ,namely ,heterojunction construction ,element doping ,surface modification and special morphology construction ,are reviewed. The research direction of BiOX in the future is further prospected.[Keywords ]bismuth oxyhalide ;photocatalysis ;surface modification ;photocatalytic activityDOI :10.3969/j.issn.1000-8144.2021.05.013[收稿日期]2020-12-22;[修改稿日期]2021-01-28。
光催化氧化法降解亚甲基蓝研究
光催化氧化法降解亚甲基蓝研究∗陈信含;李广超【摘要】The decolorization rate of methylene blue solution was calculated according to the absorbance before and after degradation, the effects of the amount of H2 O2 and TiO2 , illumination time and other factors on the decolorization rate were discussed. The experimental results showed that the catalytic effect of TiO2 on the oxidation of methylene blue by H2 O2 was promoted by light, in three kinds of different light sources of ultraviolet light, sunlight and fluorescent lamp light, the effect of UV on the decolorization rate of methylene blue solution was the strongest, and the fluorescent lamp light had the weakest effect. When 0. 5 mL H2 O2 (30%) and 20 mg TiO2 were added in reaction solution, illumination time was 90 min, the decolorization rate was more than 99%.%通过测定亚甲基蓝溶液处理前后的吸光度,计算脱色率,讨论了H2 O2的用量、 TiO2投加量、不同光源光照时间等因素对亚甲基蓝溶液脱色率的影响。
综合性实验-氯氧化铋的制备及光催化性能
( p H v a l u e a n d c o n c e n t r a t i o n o f B i O C 1 ) .T h i s e x p e r i me n t c o n n e c t s m a t e i r a l p r e p ra a t i o n ,c h ra a c t e i r z a t i o n a n d p r o p e r t i e s
Y E L i — q u n,J I N Xi a o — l i ,S U Y u — r o n g, XI E Ha i — q u a n,Z H A NG He
( C o l l e g e o f C h e m i s t r y a n d P h a r m a c e u t i c a l E n g i n e e r i n g ,N a n y a n g N o ma r l U n i v e r s i t y ,H e n a n N a n y a n g 4 7 3 0 6 1 ,C h i n a )
第4 3卷第 l l 期
2 0 1 5年 6月
广
州
化
工
Vo 1 . 4 3 No .1 1
Gu a ng z h o u Ch emi c a l I nd us t r y
J u n . 2 0 1 5
综 合 性 实验 一 氯 氧化 铋 的制 备及 光催 化 性 能 术
p h o t o c a t a l y t i c a c t i v i t i e s o f d y e d e g r a d a t i o n o v e r Bi OC1 we r e t e s t e d u n d e r t he f u l l s p e c t r um i r r a di a t i o n a t d i f f e r e n t c o n d i t i o ns
氯氧化铋光催化剂的修饰及光催化性能
氯氧化镀光催化剂的修饰及光催化性能
王强1 ,宋金玲1,2 ,张胤W杨帆1
【摘要】采用混合溶剂热法(无水乙醇、乙二醇和去离子水)及加入不同种类的酸(冰醋酸、柠檬酸、酒石酸、乳酸和苹果酸)来调节制备氯氧化钮(BiOCl),通过对其进行X射线衍射(X-ray)表征,得到了晶体结构完整的BiOCI.在对罗丹明B、甲基紫、藏红T和亚甲基蓝的降解显示,加入柠檬酸和酒石酸调节的BiOCI效果更好;进一步对甲基橙进行降解可知,柠檬酸来调节BiOCI效果更出色,光催化性能更好•运用扫描电镜(Scanning electron microscopy).紫外-可见漫反射光谱仪(Ultraviolet-visible spectroscopy)及光致发光光谱仪(Photoluminescence spectroscopy)检测,表明了五种BiOCI 的吸光性强弱、光生电子-空穴的复合速率快慢以及机理分析.
【期刊名称】内蒙古科技大学学报
【年(卷),期】2017(036)001
【总页数】5
[却词】MS化敏光催化;有机污染物
当今世界环境污染日益严重,尤其为水污染,而光催化技术是一种治理水污染可行并有效的方法之一12],它具有无毒、安全、稳定性好、催化活性高、见效快、能耗低、可重复使用等优点•二氧化钛(Ti02)就是一种为学者们广泛研究的光催化剂,它可以将有机污染物降解为无害的小分子(如水和二氧化碳),但这种传统光催化剂也有诸多限制:例如光生电子-空穴再复合率高和光谱响应范围窄等•除了对其进行掺杂⑶4]等方式进行调节,应该寻找更好的光催化剂进行硏究和探索. 氯氧化铿是一种典型的新型光催化剂,由于特殊的层状结构和光生电子-空穴再。
CuO_TiO_2_H_2O_2光催化体系中亚甲基蓝脱色机理
酸性条件下体系中有大量 # OH 生成, # OH 扩散至液相中起主要脱色作用; 碱性条件下 # OH 生
成量较少, # OH 通过与吸附于催化剂表面的亚甲基蓝作用来实现脱色; 中性时两者协同作用。该
3 种条件下脱色率均远高于弱酸和弱碱时。光源为可见光时, 光催化体系中电子传递产生回路, 各
种 pH 条件下体系中均只有少量 # OH 生成。酸性和中性条件下 # OH 必须扩散至液相中与亚甲
基蓝反应, 脱色率极低; 碱性条件下亚甲基蓝被吸附于催化剂表面, # OH 利用效率提高, 同时由于
光敏化作用的存在, 使得脱色率极高。
关键词: 光催化; 羟基自由基; CuO/ T iO2; 亚甲基蓝
中图分类号: X703. 1
文献标志码: A
The decoloration mechanism of Methylene Blue in a CuO/ TiO22H2 O2 photocatalytic system
光催化降解亚甲基蓝反应方程
光催化降解亚甲基蓝反应方程英文回答:The reaction equation for the photocatalyticdegradation of methylene blue can be represented as follows:Methylene Blue + Photocatalyst + Light → Degradation Products.In this reaction, methylene blue (a dye) is subjectedto photocatalysis in the presence of a suitablephotocatalyst and light. The photocatalyst absorbs thelight energy and generates electron-hole pairs. These electron-hole pairs then participate in redox reactionswith the methylene blue molecules, leading to the degradation of the dye. The exact mechanism of the reaction may vary depending on the type of photocatalyst used.The photocatalyst plays a crucial role in the degradation process. It should possess suitable energylevels and band gaps to efficiently absorb light and generate electron-hole pairs. Commonly used photocatalysts include titanium dioxide (TiO2), zinc oxide (ZnO), and various metal oxides. These materials have been extensively studied for their photocatalytic properties and have shown promising results in the degradation of organic pollutants.The degradation products formed during the reaction depend on the specific photocatalyst and reaction conditions. Generally, the dye molecules are broken down into smaller organic compounds, which are further oxidized to carbon dioxide and water. The degradation process is often accompanied by the generation of reactive oxygen species (ROS), such as hydroxyl radicals, which play a significant role in the oxidation of the dye molecules.Overall, the photocatalytic degradation of methylene blue is a complex process involving the interaction of light, photocatalyst, and dye molecules. It offers a sustainable and environmentally friendly approach for the removal of organic pollutants from wastewater.中文回答:亚甲基蓝的光催化降解反应方程可以表示为:亚甲基蓝 + 光催化剂 + 光线→ 降解产物。
光催化降解亚甲基蓝染料
光催化降解亚甲基蓝染料染料亚甲基蓝降解可能有两种途径:一是光催化二是光敏化。
有文献称光催化降解过程中亚甲基蓝溶液紫外最大吸收峰会蓝移,即一个个脱去甲基的过程。
(Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 140 (2001) 163–172)请问光敏化过程中其溶液紫外图是否也会出现最大吸收峰的蓝移现象?有哪位XDJM做过的,帮帮忙啦!注:其实我很怀疑文献说法的正确性,染料脱甲(烷)基过程通常是光敏化发生的基本过程,比如罗丹明B的光敏化降解过程就是逐个脱去乙基的过程。
光敏化是指可见光无法激发宽带半导体,而由染料激发电子到半导体价带上而起始氧化过程,这时染料会逐渐脱去烷基,从而在紫外吸收上发生蓝移。
光敏化拓展了二氧化钛之类的宽带半导体利用光的波长范围,光敏化降解能力较弱而光降解一般就指直接由光激发半导体产生电子空穴从而引发氧化过程你的文献上好像并没有说用二氧化钛降解MB是“光敏化”,如果在紫外光下也假设是光敏化的话,你将无法解释为什么它不能直接被激发而需要敏化;蓝移表示它开环比较困难,导致脱烷基的中间产物较多,不能由此就说它是光敏化就我所知好像很少用亚甲基蓝来敏化光降解的,也就是说,尽管结构上挺相似,它不如罗丹明B容易敏化,也许就是因为它很难开环吧:)我的意思是如果光敏化,那么将会有蓝移;但如果有蓝移,不能由此断定为光敏化。
光敏化至少应该是可见光的。
如果亚甲基蓝能够敏化,那么紫外吸收将蓝移,但不能反过来说。
文献中所说的蓝移是二氧化钛被激发产生导带电子价带空穴氧化MB 而产生的脱烷基,而不是MB被激发后将电子转给导带产生的脱烷基。
这两者的来源是不同的。
尽管结果上是一样,但反过来假设将导致理论解释上的困难,即"如果在紫外光下也假设是光敏化的话,无法解释为什么它不能直接被激发而需要敏化"至于开环难易问题只是我做实验和看文献得来的一个印象,没有确切的证据证明它的普适性。
CdIn_2S_4光催化降解亚甲基蓝的试验
利用 太 阳能 光 催 化 处 理 水 中难 降 解 有 机 污 染
物, 已引起 国 内外 学 者 的普 遍 关 注 . i : 目前 研 TO 是 究最 广泛 的光 催 化 剂 其 禁 带 宽 度 为 3 2e 只 , 但 . V,
光催 化活性 高等 优 点 , 已成 为光 催 化研 究较 多 的一
类催 化剂 体 系 . 已有研 究表 明 , 元硫 化物易 发生光 二
腐蚀 , 用寿命 有 限 , 使 三元硫 化物 则具 有较好 的稳定
能吸 收紫外 光 , 阳能 利 用 率低 . 究 者 们 虽 然 对 太 研 TO 进 行改 性研 究使其 能够 吸 收可 见 光 , 仍 不能 i: 但
C I 24 催 化 降 解 亚 甲基 蓝 的 试 验 dnS 光
田秀君 , 张绪瑞 , 王 锦 , 盛佳 明, 张 璋 , 杨成永
( 京 交 通 大 学 土 木 建 筑 工程 学 院 , 京 10 4 ) 北 北 0 04
摘
要 : C I24 以 d nS 为光催化 剂 , 灯模拟 可见 光 , 讨其 对 活性 染料 亚 甲基 蓝 的光催 化 降解过 程 . 钨 探
Pho o a a y i tv t fM e h l n u n Cd nz 4 t c t l tc Ac i iy o t y e e Bl e o l S
cafe2o4bi2wo6光催化亚甲基蓝降解性能的研究
第43卷第9期2015年5月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.43No.9May.2015CaFe 2O 4/Bi 2WO 6光催化亚甲基蓝降解性能的研究张乾平,宿玲弟,王文慧,刘方方,李 卿,童金辉(西北师范大学生态环境相关高分子材料教育部重点实验室,甘肃 兰州 730070)摘 要:通过简单的研磨-焙烧的方法制备了不同质量比的复合型光催化剂CaFe 2O 4/Bi 2WO 6,并进行了表征㊂以亚甲基蓝水溶液的光催化降解为探针反应,考察了所制备复合光催化剂的光催化活性㊂同时,还考察了焙烧温度㊁H 2O 2的加入对光催化降解活性的影响㊂结果表明,所制备复合光催化剂具有较高的催化活性,良好的稳定性和重复使用性㊂关键词:CaFe 2O 4/Bi 2WO 6;亚甲基蓝;光催化降解;磁性回收中图分类号:O644.1 文献标志码:A 文章编号:1001-9677(2015)09-0121-03第一作者:张乾平(1989-),男,硕士研究生,主要从事光催化氧化方面的研究㊂Photocatalytic Degradation of Methylene Blue Catalyzedby CaFe 2O 4/Bi 2WO 6ZHANG Qian -ping ,SU Ling -di ,WANG Wen -hui ,LIU Fang -fang ,LI Qing ,TONG Jin -hui (Key Laboratory of Eco-Environment-Related Polymer Materials,Ministry of Education,Northwest Normal University,Gansu Lanzhou 730070,China)Abstract :Composite of CaFe 2O 4/Bi 2WO 6with different mass ratio was synthesized using a simple mixing-annealing method and characterized by various method.The photocatalytic activities of the samples were investigated in degradation of methylene blue (MB)under simulated sunlight and the effects of calcination temperature and addition of H 2O 2were also investigated.The samples had shown excellent performances in degradation of methylene blue and prominent stability and recyclability.Key words :CaFe 2O 4/Bi 2WO 6;methylene blue;photodegradation;magnetic recycle近年来,光催化技术在环境污染治理领域受到了越来越多的关注[1]㊂TiO 2因光催化活性优异而被广泛关注㊂然而,TiO 2禁带宽度较宽(3.2eV),只能吸收紫外光,这在很大程度上限制了对太阳能的开发利用㊂因此,开发一种能够同时吸收紫外和可见光的高效光催化剂就显得尤为重要[2]㊂近年来,尖晶石型铁酸盐成为半导体材料研究的热点㊂许多方法被用来改善其光催化活性,包括元素掺杂㊁负载贵金属及半导体复合等㊂结果表明,半导体复合是更为有效提高光催化活性的方法㊂目前成功制备的铁酸盐与其他半导体的复合材料很多,比如CoFe 2O 4/TiO 2[3]㊁ZnFe 2O 4/ZnO [4]以及ZnFe 2O 4/BiVO 4[5]等㊂CaFe 2O 4具有较窄的禁带宽度(约1.9eV),对可见光有良好响应㊂Bi 2WO 6也是一类新型半导体材料[6],但Bi 2WO 6由于量子效率较低,导致其光催化活性不是很理想㊂因此,将尖晶石型CaFe 2O 4和Bi 2WO 6二者进行复合以提高光催化活性㊂本实验采用研磨-焙烧的方法制备了复合光催化剂CaFe 2O 4/Bi 2WO 6,并进行表征㊂以光催化降解亚甲基蓝为探针反应,考察光催化活性㊂1 实验部分1.1 实验仪器与化学试剂XRD-6000型X 射线粉末衍射仪,日本岛津;紫外可见吸收光谱仪;H-800型透射电子显微镜(加速电压为100kV)㊂硝酸铁,硝酸钙,硝酸铋,钨酸钠,柠檬酸,十二烷基苯磺酸钠,乙酸,亚甲基蓝,所有试剂的纯度均为分析纯㊂1.2 催化剂的制备CaFe 2O 4的制备采用了溶胶-凝胶自蔓延燃烧法[7]㊂Bi 2WO 6的制备采用了溶剂热法[8]㊂CaFe 2O 4/Bi 2WO 6的制备采用的是研磨-焙烧的方法㊂具体如下:按质量比1︓1称取CaFe 2O 4和Bi 2WO 6,混合后研磨30min㊂在500℃下焙烧1h,待冷却至室温,得到CaFe 2O 4/Bi 2WO 6㊂不同质量比(CaFe 2O 4︓Bi 2WO 6=1︓2,1︓3,1︓4)的样品也用上述方法制备㊂为了便于区分,分别用CaFe 2O 4/Bi 2WO 6㊁CaFe 2O 4/Bi 2WO 6(1︓2)㊁CaFe 2O 4/Bi 2WO 6(1︓3)㊁CaFe 2O 4/Bi 2WO 6(1︓4)标识㊂1.3 实验方法亚甲基蓝光催化降解的具体过程如下:将50mg 光催化剂分散到50mL 的10mg㊃L -1亚甲基蓝溶液中㊂先在黑暗条件下搅拌30min,使亚甲基蓝分子与催化剂之间达到吸附-脱附平衡㊂暗反应结束后,在模拟太阳光的照射下开始反应㊂取样的时间间隔要相同㊂取样离心后,取上清液待测㊂亚甲基蓝的浓度是用紫外-可见分光光度计进行测定的㊂122 广 州 化 工2015年5月2 结果与讨论2.1 催化剂表征图1是样品的XRD 谱图㊂Bi 2WO 6(JCPDS NO.39-0256)呈正交斜方晶型,2θ=28.3°㊁32.9°㊁47.1°㊁55.9°㊁58.5°㊁68.8°和74.6°处的七个衍射峰分别对应(131)㊁(002)㊁(202)㊁(133)㊁(262)㊁(400)和(273)晶面㊂Bi 2WO 6的晶格参数分别为a =5.457nm,b =16.435nm,c =5.438nm,与所制备样品的XRD 数据一致㊂在复合光催化剂的XRD 谱图中可以同时观察到CaFe 2O 4和Bi 2WO 6的衍射峰㊂图1 样品的X 射线衍图Fig.1 The XRD of the as-prepared samples图2是CaFe 2O 4㊁Bi 2WO 6和CaFe 2O 4/Bi 2WO 6(1︓3)的透射电镜图片㊂图2(a)显示,CaFe 2O 4的形貌不规则,颗粒粒径集中在30~35nm;图2(b)显示,Bi 2WO 6呈现颗粒状,粒径集中在100~150nm;图2(c)显示,CaFe 2O 4的颗粒负载到了Bi 2WO 6的表面,但还是有部分CaFe 2O 4没能与Bi 2WO 6成功复合㊂图2 样品的透射电镜图片Fig.2 The TEM images of thesamples图3 样品的紫外-可见漫反射光谱Fig.3 The UV-vis absorption spectra for the samples样品的紫外-可见漫反射谱图如图3所示㊂由图可知,CaFe 2O 4和Bi 2WO 6复合以后,复合光催化剂的吸收边向高波数方向发生了红移,吸收强度也有所增强㊂这主要归因于CaFe 2O 4和Bi 2WO 6的复合所产生的协同效应㊂2.2 光催化亚甲基蓝降解性能研究2.2.1 不同质量比对复合催化剂性能的影响本实验考察了CaFe 2O 4/Bi 2WO 6光催化降解亚甲基蓝的影响㊂结果如图4所示㊂CaFe 2O 4与Bi 2WO 6的复合有效地提高了光催化活性㊂CaFe 2O 4/Bi 2WO 6在60min 内对亚甲基蓝的降解达到90%㊂同时,考察了不同质量比的复合光催化剂光催化降解亚甲基蓝的活性㊂实验发现,当质量比为1︓3时,光催化活性最好㊂60min 完全降解亚甲基蓝㊂图4 不同光催化剂催化亚甲基蓝降解的活性比较Fig.4 Photodegradation of MB over different catalysts2.2.2 焙烧温度对光催化性能的影响图5是不同焙烧温度下制备的光催化剂降解亚甲基蓝的浓度变化曲线图㊂所制备的复合光催化剂降解亚甲基蓝的活性随焙烧温度的升高,先加强后又出现了一定程度的下降㊂当焙烧温度为500℃时,所制备的光催化剂的光降解活性最好:60min 完全降解亚甲基蓝㊂导致这一结果原因可能是由于在高温焙烧下,催化剂团聚成块,影响了光催化性能㊂图5 不同温度下焙烧所得CaFe 2O 4/Bi 2WO 6(1︓3)催化亚甲基蓝降解的活性比较Fig.5 Photodegradation of MB over CaFe 2O 4/Bi 2WO 6(1︓3)calcined at different temperatures2.2.3 H 2O 2的加入对光催化性能的影响H 2O 2的加入对光降解亚甲基蓝的催化活性的影响同样进行了考察㊂实验结果表明:当向反应体系中加入H 2O 2作为氧化剂,可以有效的提高光催化降解的活性㊂Mengyne [9]曾报道了类似的结论,认为H 2O 2加入增加了㊃OH 的浓度,从而有效地阻止了光生电子与空穴的复合㊂第43卷第9期张乾平,等:CaFe 2O 4/Bi 2WO 6光催化亚甲基蓝降解性能的研究123 2.2.4 CaFe 2O 4/Bi 2WO 6降解亚甲基蓝的动力学研究图6是CaFe 2O 4/Bi 2WO 6光催化降解亚甲基蓝的动力学曲线㊂由图6可知,CaFe 2O 4/Bi 2WO 6对亚甲基蓝的光催化降解属于一级反应,直线的斜率即为相应催化剂的动力学表观速率常数kap㊂CaFe 2O 4/Bi 2WO 6(1︓3)的kap 为0.06057min -1,是单一的CaFe 2O 4的7.6倍,Bi 2WO 6的2.8倍㊂图6 不同的催化剂降解亚甲基蓝的动力学曲线Fig.6 The kinetic fitting lines for the photodegradationof MB over different catalysts2.2.5 催化剂的重复使用性能图7 催化剂的循环性能测试Fig.7 Cyclic tests of the catalyst重复实验是以CaFe 2O 4/Bi 2WO 6(1︓3)为催化剂光催化降解亚甲基蓝㊂实验结束后,将催化剂磁性回收㊂洗涤,干燥后,加入新的亚甲基蓝溶液,在相同的实验条件下,重复5次,结果如图7所示㊂在实验过程中,催化剂的光催化活性有一定程度的下降,但不明显㊂这归因于催化剂回收利用过程中不可避免的流失所导致的㊂总之,该催化剂具有良好的稳定性和重复使用性㊂3 结 论通过研磨-焙烧法制备了不同质量比的复合型光催化剂CaFe 2O 4/Bi 2WO 6㊂以光催化降解亚甲基蓝为探针反应,考察所制备复合光催化剂的光催化活性㊂结果显示,复合光催化剂的活性优于单一的CaFe 2O 4和Bi 2WO 6㊂当质量比为1︓3时光催化活性最好,60min 可以完全降解亚甲基蓝㊂同时考察了焙烧温度㊁pH 以及H 2O 2的加入对光催化活性的影响㊂该催化剂可以磁性回收重复利用㊂结果表明,具有良好的稳定性和重复使用性㊂参考文献[1] Hoffmann M R,Martin S T,Choi W,et al.Environmental applicationsof semiconductor photocatalysis [J].Chemical reviews,1995,95(1):69-96.[2] Iwaszuk A,Nolan M,Jin Q,et al.Origin of the visible-light responseof nickel (II)oxide cluster surface modified titanium (IV)dioxide [J].The Journal of Physical Chemistry C,2013,117(6):2709-2718.[3] Sathishkumar P,Mangalaraja R V,Anandan S,et al.CoFe 2O 4/TiO 2nanocatalysts for the photocatalytic degradation of Reactive Red 120in aqueous solutions in the presence and absence of electron acceptors [J].Chemical Engineering Journal,2013,220:302-310.[4] Sun L,Shao R,Tang L,et al.Synthesis of ZnFe 2O 4/ZnOnanocomposites immobilized on graphene with enhanced photocatalytic activity under solar light irradiation [J ].Journal of Alloys and Compounds,2013,564(0):55-62.[5] Zhang W,Wang M,Zhao W,et al.Magnetic composite photocatalystZnFe 2O 4/BiVO 4:synthesis,characterization,and visible -light photocatalytic activity [J ].Dalton Transactions,2013,42(43):15464-15474.[6] Tang J,Zou Z,Ye J,et al.Photocatalytic decomposition of organiccontaminants by Bi 2WO 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光催化降解溶液中亚甲基蓝的动力学研究
光催化降解溶液中亚甲基蓝的动力学研究
王振领;李敏;常加忠
【期刊名称】《周口师范学院学报》
【年(卷),期】2004(021)002
【摘要】以Sol-Gel法合成的TiO2为光催化剂,研究了紫外光照射下光催化降解水溶液中亚甲基蓝的动力学行为.实验结果表明:TiO2光催化降解亚甲基蓝的反应为一级反应,其反应速率常数为1.67×10-2min-1;亚甲基蓝的降解量随光照强度的增大而增加;催化剂的最佳用量为1.2g/L.
【总页数】3页(P55-57)
【作者】王振领;李敏;常加忠
【作者单位】周口师范学院,化学系,河南,周口,466000;周口师范学院,分析测试中心,河南,周口,466000;周口师范学院,化学系,河南,周口,466000;周口师范学院,分析测试中心,河南,周口,466000
【正文语种】中文
【中图分类】O643.36
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2024年氯氧化铋市场发展现状
2024年氯氧化铋市场发展现状引言氯氧化铋是一种重要的无机化学品,广泛应用于制造涂料、陶瓷、电子材料等领域。
本文将对氯氧化铋市场的发展现状进行分析和总结,以期为相关行业提供参考。
1. 氯氧化铋的定义和特性氯氧化铋(BiOCl)是一种具有光催化性能的半导体材料,其晶体结构为层状结构,具有优良的稳定性和光吸收性能。
氯氧化铋具有高活性、光稳定性好等特点,广泛应用于环境污染治理、光催化降解有机污染物等领域。
2. 氯氧化铋的市场应用2.1 氯氧化铋在涂料行业的应用氯氧化铋具有良好的抗菌性能和光解酸性能,常被用作添加剂添加到涂料中,以提高涂料的杀菌、防腐和抗污染性能。
2.2 氯氧化铋在陶瓷行业的应用氯氧化铋可用作陶瓷釉料的添加剂,以提高陶瓷表面的光催化性能和抗菌性能,同时改善陶瓷的色泽和光泽。
2.3 氯氧化铋在电子材料行业的应用氯氧化铋还可应用于电子材料领域,用于制备太阳能电池、光电探测器等光电器件,以及柔性显示器件等。
3. 2024年氯氧化铋市场发展现状3.1 市场规模氯氧化铋市场近年来呈现稳定增长的趋势,预计在未来几年内市场规模将进一步扩大。
主要原因包括对环保材料的需求增加、新能源产业的快速发展等。
3.2 市场竞争目前,氯氧化铋市场竞争较为激烈,主要厂商包括A公司、B公司等。
这些厂商在产品质量、技术研发和市场推广方面具有较强的实力。
同时,新进入者也在逐渐增加,加剧了市场的竞争程度。
3.3 发展趋势随着环保意识的日益提高,氯氧化铋作为一种环保材料将受到更多关注和应用。
预计未来氯氧化铋市场将朝着高性能、多功能化和低成本方向发展。
4. 氯氧化铋市场前景分析4.1 市场机遇随着全球经济的不断发展和环境污染问题的加剧,氯氧化铋市场面临巨大的发展机遇。
政府对环保材料的支持政策和环保产业的发展也将为氯氧化铋的市场提供良好的发展环境。
4.2 挑战与对策尽管氯氧化铋市场发展前景广阔,但也面临一些挑战。
主要包括原材料价格的波动、技术研发和市场推广的难度等。
Bi4MO8Br(M=V、Nb)光催化剂的制备及对水中有机污染物的降解的开题报告
Bi4MO8Br(M=V、Nb)光催化剂的制备及对水中有机污染物的降解的开题报告摘要:本文以Bi4MO8Br(M=V、Nb)为研究对象,探讨其在水中有机污染物降解方面的应用。
通过水热法和后续处理步骤制备出Bi4MO8Br(M=V、Nb)光催化剂,将其应用于亚甲基蓝(Methylene Blue)的降解实验中进行了初步的性能测试。
结果表明,Bi4NbO8Br光催化剂对亚甲基蓝的降解效果较强,在UV光照射下,经30分钟的处理,其去除率达到了97%,而Bi4VO8Br光催化剂的降解效果相对较弱,去除率只有70%左右。
因此,本研究认为,Bi4NbO8Br光催化剂具有较好的水中有机污染物降解性能,是一种潜力巨大的光催化剂。
关键词:Bi4MO8Br;水中有机污染物;光催化剂;制备;降解。
Abstract:This paper takes Bi4MO8Br (M= V, Nb) as the research object andexplores its application in the degradation of organic pollutants in water.Bi4MO8Br (M=V, Nb) photocatalysts were prepared by hydrothermal method and subsequent processing steps. The preliminary performancetest was carried out by applying it to the degradation experiment ofmethylene blue. The results showed that Bi4NbO8Br photocatalyst hada strong degradation effect on methylene blue. Under UV irradiation, after 30 minutes of treatment, the removal rate reached 97%, while the degradation effect of Bi4VO8Br photocatalyst was relatively weak, and the removal rate was only about 70%. Therefore, this study believes that Bi4NbO8Br photocatalyst has good degradation performance of organic pollutants in water and is a potential photocatalyst.Key words: Bi4MO8Br; organic pollutants in water; photocatalyst;preparation; degradation.。
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氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝结论
亚甲基蓝是一种有机染料,广泛应用于纺织、皮革、造纸等行业。
然而,亚甲基蓝的排放对环境和人类健康造成了严重的影响。
因此,寻找一种高效、环保的亚甲基蓝降解方法变得尤为重要。
近年来,光催化技术因其高效、环保等优点,成为了亚甲基蓝降解的研究热点。
本文将介绍一种基于氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的方法,并对其效果进行分析。
一、氯氧化铋的光催化性能
氯氧化铋是一种具有良好光催化性能的半导体材料。
其带隙宽度较小,能够吸收可见光和紫外光,产生电子-空穴对。
在光照条件下,电子和空穴会分别参与氧化还原反应,从而实现有机物的降解。
此外,氯氧化铋具有良好的化学稳定性和光稳定性,能够在光催化反应中保持较高的催化活性。
二、氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的实验方法
本实验采用氯氧化铋作为光催化剂,亚甲基蓝作为模型污染物,通过紫外光照射实现亚甲基蓝的降解。
实验步骤如下:
1. 实验前将氯氧化铋粉末放入紫外光反应器中,加入一定量的去离子水,搅拌均匀。
2. 将一定浓度的亚甲基蓝溶液加入反应器中,搅拌均匀。
3. 开启紫外光灯,开始光催化反应。
4. 取样分析,测定亚甲基蓝的降解率。
三、实验结果及分析
在实验中,我们分别采用了不同的氯氧化铋用量和光照时间,对亚甲基蓝的降解率进行了测定。
实验结果表明,氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的效果较好,其降解率随着氯氧化铋用量和光照时间的增加而增加。
当氯氧化铋用量为0.1 g/L,光照时间为120 min时,亚甲基蓝的降解率可达到90%以上。
我们还对氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的机理进行了探讨。
实验结果表明,氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的主要机理是电子-空穴对的产生和参与氧化还原反应。
在光照条件下,氯氧化铋吸收光能,产生电子-空穴对。
电子和空穴分别参与还原和氧化反应,从而实现亚甲基蓝的降解。
四、结论
本实验采用氯氧化铋作为光催化剂,通过紫外光照射实现亚甲基蓝的降解。
实验结果表明,氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的效果较好,其降解率随着氯氧化铋用量和光照时间的增加而增加。
此外,氯氧
化铋光催化降解亚甲基蓝的主要机理是电子-空穴对的产生和参与氧化还原反应。
因此,氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝是一种高效、环保的亚甲基蓝降解方法,具有广泛的应用前景。